SU1718128A1 - Device for non-contact measuring of current and voltage - Google Patents

Device for non-contact measuring of current and voltage Download PDF

Info

Publication number
SU1718128A1
SU1718128A1 SU904784089A SU4784089A SU1718128A1 SU 1718128 A1 SU1718128 A1 SU 1718128A1 SU 904784089 A SU904784089 A SU 904784089A SU 4784089 A SU4784089 A SU 4784089A SU 1718128 A1 SU1718128 A1 SU 1718128A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
outputs
inputs
elements
optical
photodetectors
Prior art date
Application number
SU904784089A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Григорьевич Николайченко
Иван Дмитриевич Гаврилец
Original Assignee
Проектно-конструкторское бюро электрогидравлики АН УССР
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Проектно-конструкторское бюро электрогидравлики АН УССР filed Critical Проектно-конструкторское бюро электрогидравлики АН УССР
Priority to SU904784089A priority Critical patent/SU1718128A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1718128A1 publication Critical patent/SU1718128A1/en

Links

Abstract

Изобретение относитс  к электроизмерени м . Цель изобретени  - повышение точности измерений. Устройство содержит лазерный источник 1 света, расщепитель 2. первичный преобразователь 3, измерительные блоки 6, 7, вторичный преобразователь 16с фотоприемниками 17-24, функциональные преобразователи 25-28, сумматор 29. вычитатель 30. Измерительные блоки содержат пол ризационные элементы электромагнитооптические элементы, отражатели. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.This invention relates to electrical measurements. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy. The device contains a laser light source 1, a splitter 2. a primary converter 3, measuring blocks 6, 7, a secondary converter 16 with photo detectors 17-24, functional converters 25-28, an adder 29. subtractor 30. Measuring blocks contain polarization elements electro-optical elements, reflectors . 1 hp f-ly, 2 ill.

Description

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть исполь.зовано при измерении электрических параметров высоковол ьтного оборудования в условиях воздействия электромагнитных полей помех.The invention relates to electrical engineering and can be used when measuring electrical parameters of high-voltage equipment under the influence of electromagnetic fields of interference.

Известно устройство для бесконтактного измерения тока и напряжения, содержащее лазерный источник света, оптически связанный с расщепителем, в каждом из двух противоположно направленных оптических каналов размещены поляризатор и установленные один за другим попарно симметрично вокруг проводника с измеряемым током моделирующие электромагнитооптические элементы, расположенные в электрическом и магнитном поле последнего, отражатели, размещённые между кристаллами, анализатор и фотоприемник, общие для выходных канальных цепей блок суммирования и блок вычитания, входы которых подключены к выходам фотоприемников.A device is known for non-contact measurement of current and voltage, containing a laser light source optically coupled to a splitter, in each of two oppositely directed optical channels there is a polarizer and, one after the other, symmetrically modeling electromagnetic and optical elements located in electric and magnetic pairs installed symmetrically around a conductor with a measured current the field of the latter, reflectors located between the crystals, an analyzer and a photodetector common to the output channel circuits block sum ation and a subtractor whose inputs are connected to the outputs of photodetectors.

Недостатком такого устройства является низкая точность измерений,связанная с использованием пьезоэлектрических кристаллов и Отражателей между ними.The disadvantage of this device is the low accuracy of measurements associated with the use of piezoelectric crystals and Reflectors between them.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для бесконтактного измерения тока и напряжения, содержащее лазерный источник света, оптически связанный с расщепителем, первичный преобразователь, включающий два измерительных блока, состоящих из поляризатора и установленных один за другим попарно симметрично вокруг проводника с током модулирующих электромагнитооптических элементов, отражателей, размещенных между элементами и анализатор, вторичный преобразователь, включающий два фотоприемника и общие для измерительных блоков сумматор и вычитатель, причем электромагнитооптические элементы, расположенные оптической осью .вдоль силовых линий электрического поля, выполнены из кристаллов центросиммет, · ричных кристаллографических классов, проявляющих эффект электрогйдрации, а элементы, расположенные вдоль силовых линий магнитного поля, выполнены из магнитооптического стекла.Closest to the proposed technical essence is a device for non-contact measurement of current and voltage, containing a laser light source optically coupled to a splitter, a primary transducer comprising two measuring units consisting of a polarizer and mounted one after the other pairwise symmetrically around a conductor with electromagnetically modulating current elements, reflectors placed between the elements and the analyzer, a secondary Converter, including two photodetectors and common for I have measuring units, an adder and a subtractor, the electromagnetooptic elements located along the optical axis. along the electric field lines, made of centrosymmetric crystals, · crystallographic classes exhibiting the effect of electrohydration, and the elements located along the magnetic field lines, made of magneto-optical glass.

Недостатком такого устройства является низкая точность измерений, связанная с использованием отражателей, размещенных между элементами и деполяризующих свет.The disadvantage of this device is the low accuracy of measurements associated with the use of reflectors placed between the elements and depolarizing light.

, Влияние отражающих элементов на точность описанных устройств обусловлено тем. что если только падающее на отражатели лазерное излучение не находится в р- и s-линейных состояниях, или угол падения не равен нулю, то эти отражающие элементы, независимо от их типа (диэлектрические, полупроводниковые либо металлические) будет изменять состояние поляризации падающего на них лазерного излучения.. Реализация известных устройств исключает возможность выполнения одного из двух условий, при которых влияние отражателей на точность измерений равно нулю. Применение отражателей для поворота светового луча предполагает, что угол падения больше нуля. С другой стороны, поскольку отражатели находятся между электромагнитооптическими элементами, а в процессе работы угол поворота плоскости поляризации в элементах изменяется, то очевидно, что и второе условие выполнить невозможно: Изменение поляризации обусловлено в общем случае двумя причинами; либо модули, либо фазовые углы френелевских коэффициентов отражения (гр и rs) должны быть различны. Для металлических зеркал, наиболее широко, используемых в качестве отражателей из-за большого коэффициента отражения, на состояние поляризации отраженного светового потока влияют обе причины. Если угол падения лазерного излучения на типичное металлическое зеркало равен == 40°, а угол между плоскостью поляризации и плоскостью падения 45° (ри s-компоненты равны), то только из-за отличия модулей френелевских коэффициентов отражения (гр и rs) точность определения угла между плоскостями поляризации и падения составляет — 0,6%. Многократность таких отражений и возникающий фазовый угол между р- и s-компонентами при каждом отражении (-Δ =150°) значительно увеличивает ошибку измерений, что затрудняет практическое использование известного устройства., The influence of reflective elements on the accuracy of the described devices is due to the fact. that if only the laser radiation incident on the reflectors is not in p- and s-linear states, or if the angle of incidence is not equal to zero, then these reflecting elements, regardless of their type (dielectric, semiconductor or metal), will change the polarization state of the laser incident on them radiation .. The implementation of known devices eliminates the possibility of one of two conditions under which the influence of reflectors on the measurement accuracy is zero. The use of reflectors to rotate a light beam suggests that the angle of incidence is greater than zero. On the other hand, since the reflectors are located between the electro-optical elements, and during operation the angle of rotation of the plane of polarization in the elements changes, it is obvious that the second condition cannot be fulfilled either: There are two reasons for changing the polarization in the general case; either the modules or the phase angles of the Fresnel reflection coefficients (r p and r s ) should be different. For metal mirrors, the most widely used as reflectors due to the large reflection coefficient, both reasons influence the polarization state of the reflected light flux. If the angle of incidence of laser radiation on a typical metal mirror is == 40 °, and the angle between the plane of polarization and the plane of incidence is 45 ° (the s-components are equal), then only because of the difference in the moduli of the Fresnel reflection coefficients (r p and r s ) the accuracy of determining the angle between the planes of polarization and incidence is 0.6%. The multiplicity of such reflections and the resulting phase angle between the p and s components at each reflection (-Δ = 150 °) significantly increases the measurement error, which complicates the practical use of the known device.

Цель изобретения - повышение точности измерений напряжения и тока.The purpose of the invention is to improve the accuracy of voltage and current measurements.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для бесконтактного измерения тока и напряжения, содержащее лазерный источник света, оптически связанный с расщепителем, первичный преобразователь, включающий два измерительных блока, каждый из которых содержит модулирующие электрОмагнитооптические элементы и отражатели, вторичный преобразователь, включающий два фотоприемника, общие для измерительных блоков сумматор и вычитатель, причем электромагнитооптические элементы расположенные оптической осью вдоль силовых линий электрического поля проводника с измеряемым током, вы полнены из кристаллов центросимметричных кристаллографических классов, проявляющих эффект электрогидрации, а элементы, расположенные вдоль силовых линий магнитного поля, выполнены из магнитооптического стекла, дополнительно введены во вторичный преобразователь шесть фотоприемников и четыре функциональных преобразователя, в каждый из симметрично расположенных относительно проводника с контролируемым током идентичных измерительных блоков - по три поляризационных элемента, при этом первый и второй оптический выходы расщепителя оптически связаны с оптическими выходами первых поляризационных элементов соответственно первого и второго измерительных блоков первичного преобразователя, первые оптические выходы первых поляризационных элементов оптически последовательно связаны с первыми электромагнитооптическими элементами и вторыми поляризационными элементами, вторые выходы первых поляризационных элементов - с вторыми электромагнитооптическими элементами, третьими поляризационными элементами и отражателями, оптические выходы второго поляризационного элемента первого измерительного блока оптически связаны с входами первого и второго фотоприемников, выходы поляризационного устройства - с выходами третьего и четвертого фотоприемников, йыходы второго поляризационного элемента второго измерительного блока оптически связаны с входами пятого и шестого фотоприемников, выходы третьего поляризационного элемента - с входами седьмого и восьмого фотоприемников, выходы первого и второго фотоприемников связаны с входами первого функционального преобразователя, выходы третьего и четвертого - с входами второго функционального преобразователя, выходы пятого и шестого - с входами третьего функционального преобразователя, выходы седьмого и восьмого - с входами четвертого функционального преобразователя, выходы первого и третьего функциональных преобразователей связаны с входами вычитателя, выход которого соединен с вторым выходом устройства, выходы второго и четвертого функциональных преобразователей связаны с входами сумматора, выход которого соединен с первым выходом устройства.This goal is achieved in that a device for non-contact measurement of current and voltage, containing a laser light source optically coupled to a splitter, a primary transducer comprising two measuring units, each of which contains modulating electro-magneto-optical elements and reflectors, a secondary transducer including two photodetectors, common for measuring blocks an adder and a subtractor, and the electromagneto-optical elements located by the optical axis along the electric power lines The fields of the conductor with the measured current are made of crystals of centrosymmetric crystallographic classes exhibiting the effect of electrohydration, and the elements located along the magnetic field lines are made of magneto-optical glass; six photodetectors and four functional converters are additionally introduced into the secondary converter, each of them is symmetrically identical measuring units located relative to the conductor with a controlled current - three polarizing elements each, the first and the second optical outputs of the splitter are optically coupled to the optical outputs of the first polarizing elements of the first and second measuring units of the primary transducer, the first optical outputs of the first polarizing elements are optically connected in series with the first electro-optical elements and second polarizing elements, the second outputs of the first polarizing elements are with the second electro-optical elements third polarizing elements and reflectors, optical The outputs of the second polarizing element of the first measuring unit are optically connected to the inputs of the first and second photodetectors, the outputs of the polarizing device are connected to the outputs of the third and fourth photodetectors, the outputs of the second polarizing element of the second measuring unit are optically connected to the inputs of the fifth and sixth photodetectors, and the outputs of the third polarizing element are connected to the inputs of the seventh and eighth photodetectors, the outputs of the first and second photodetectors are connected to the inputs of the first functional conversion the outputs of the third and fourth - with the inputs of the second functional converter, the outputs of the fifth and sixth - with the inputs of the third functional converter, the outputs of the seventh and eighth - with the inputs of the fourth functional converter, the outputs of the first and third functional converters are connected to the inputs of the subtractor, the output of which is connected to the second output of the device, the outputs of the second and fourth functional converters are connected to the inputs of the adder, the output of which is connected to the first output of the device.

Кроме того, предлагаемое устройство отличается от известного тем, что в качестве поляризационного элемента в нем используется интерференционный поляризатор с разделением компонент излучения с взаимно ортогональными поляризациями,причем угол между разделенными компонентами меньше или равен 90°.In addition, the proposed device differs from the known one in that it uses an interference polarizer with separation of radiation components with mutually orthogonal polarizations as a polarization element, and the angle between the separated components is less than or equal to 90 °.

На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства для бесконтактного измерения тока и напряжения; на фиг. 2 - конструкция его первичного преобразователя.In FIG. 1 shows a functional diagram of the proposed device for non-contact measurement of current and voltage; in FIG. 2 - the design of its primary Converter.

Устройство содержит лазерный источник 1 света, оптически связанный с расщепителем 2. первичный преобразователь 3 с входами 4 и 5, включающий два идентичных измерительных блока 6 и 7, имеющих, соответственно, выходы 8-11 и 12-15. вторичный преобразователь 16 включает фотоприемники 17-24, функциональные преобразователи 25-28, сумматор 29 и вычитатель 30. Позицией 31 на схеме обозначен контролируемый токопровод. Выходы расщепителя 2 оптически связаны с входами 4 измерительного блока 6 и входами 5 измерительного блока 7.Выходы 8-11 измерительного блока 6 и выходы 12-15 блока 7 оптически связаны с входами вторичного преобразователя 16, а именно с. входами соответственно фотоприемников 17-20 и 21-24. Выходы фотоприемников 17 и 18; 19 и 20; 21 и 22; 23 и 24 подключены к входам функциональных преобразователей 25-28 соответственно.The device contains a laser light source 1, optically coupled to a splitter 2. a primary transducer 3 with inputs 4 and 5, including two identical measuring units 6 and 7, having outputs 8-11 and 12-15, respectively. the secondary Converter 16 includes photodetectors 17-24, functional converters 25-28, the adder 29 and the subtractor 30. Position 31 in the diagram indicates a controlled current path. The outputs of the splitter 2 are optically connected to the inputs 4 of the measuring unit 6 and the inputs 5 of the measuring unit 7. The outputs 8-11 of the measuring unit 6 and the outputs 12-15 of the unit 7 are optically connected to the inputs of the secondary Converter 16, namely, the inputs of the photodetectors 17-20 and 21-24, respectively. The outputs of the photodetectors 17 and 18; 19 and 20; 21 and 22; 23 and 24 are connected to the inputs of the functional converters 25-28, respectively.

Выходы функциональных преобразователей 26 и 28 подключены к входам сумматора 29. выход которого является первым выходом вторичного преобразователя и всего устройства в целом. Выходы функциональных преобразователей 25 и 27 подключены к входам вычитателя 30, выход которого является вторым выходом вторичного преобразователя и всего устройства в целом. Первичный преобразователь 3 состоит из двух идентичных измерительных блоков 6 и 7, расположенных симметрично относительно контролируемого токопровода 31. В состав измерительных блоков 6 и 7 входят поляризационные элементы 32-34, электромагнитооптические элементы 36 и 37 и отражатели 38. Первый выход поляризационного элемента 32 оптически последовательно связан с электромагнитооптическим элементом 36 и поляризационным элементом 33, причем электромагнитооптический элемент 36 расположен вдоль силовых линий магнитного поля. Второй выход поляризационного элемента 32 оптически последовательно связан с электромагнитооптическим элементом 37, поляризационным элементом 34 и отражателем 38, причем электромагнитооптический элемент 37 расположен вдоль силовых линий электрического поля.The outputs of the functional converters 26 and 28 are connected to the inputs of the adder 29. the output of which is the first output of the secondary Converter and the entire device as a whole. The outputs of the functional converters 25 and 27 are connected to the inputs of the subtractor 30, the output of which is the second output of the secondary converter and the device as a whole. The primary Converter 3 consists of two identical measuring units 6 and 7, located symmetrically relative to the monitored current lead 31. The composition of the measuring units 6 and 7 includes polarizing elements 32-34, electromagneto-optical elements 36 and 37 and reflectors 38. The first output of the polarizing element 32 is optically in series connected to the electromagneto-optical element 36 and the polarizing element 33, and the electromagneto-optical element 36 is located along the lines of force of the magnetic field. The second output of the polarization element 32 is optically connected in series with the electro-optical element 37, the polarization element 34 and the reflector 38, the electro-optical element 37 being located along the electric field lines.

преобразуются фотоприемниками 17 и 18 в напряжения:converted by photodetectors 17 and 18 into voltage:

U211 ~ (1 + sin 2f2i);.U211 ~ (1 + sin 2f2i) ;.

U212 ~ (1 - sin 2f2l).U212 ~ (1 - sin 2f2l).

Функциональный преобразователь 25 преобразует U211 и U212 в напряжениеFunctional Converter 25 converts U211 and U212 to voltage

Выходы 8-10 поляризационных элементов 33 и 34 и выход 11 атражателя 38 измерительного блока 6 оптически связаны с входами соответсШедед фотоприемников 17-20. Выходы #-¾ поляризационных элемен!ов 33 и 34 и выход 15 отражателя 38 измерительного блока 7 оптически связаны с входами соответственно фотоприемников 21-24. .The outputs 8-10 of the polarization elements 33 and 34 and the output 11 of the firing pin 38 of the measuring unit 6 are optically connected to the inputs of the corresponding Shed photodetectors 17-20. The outputs # -¾ of the polarization elements 33 and 34 and the output 15 of the reflector 38 of the measuring unit 7 are optically connected to the inputs of the photodetectors 21-24, respectively. .

Отражатели 38 представляют собой обычные металлические зеркала с коэффициентом отражения, близким к 1.Reflectors 38 are conventional metal mirrors with a reflection coefficient close to 1.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

От лазерного источника 1 поток света поступает в расщепитель2, где расщепляется на два луча, которые направляются на измерительные блоки 6 и 7 первичного преобразователя 3. После поляризационных элементов 32 измерительных блоков 6 и 7 первые линейно-поляризационные лучи проходят последовательно электромагнитооптические элементы 36 и поляризационные элементы 33. вторые электромагнитооптические элементы 37, поляризационные элементы 34 и отражаются отражателями 38. Под действием продольного электрического поля в элементах 37 возникает явление электрогирации, т.е. происходит поворот плоскости поляризации на углы f11 и f 12, а под действием продольного магнитного поля в элементах 36 возникает эффект Фарадея, т.е. происходит поворот плоскости поляризации на углы f2i и f22:From the laser source 1, the light stream enters a splitter 2, where it splits into two beams, which are sent to the measuring units 6 and 7 of the primary transducer 3. After the polarizing elements 32 of the measuring units 6 and 7, the first linearly polarizing rays pass sequentially electromagneto-optical elements 36 and polarizing elements 33. The second electro-optical elements 37, polarization elements 34 and are reflected by reflectors 38. Under the influence of a longitudinal electric field, the phenomenon e ektrogiratsii, ie the plane of polarization rotates at angles f11 and f 12, and under the influence of a longitudinal magnetic field in the elements 36 the Faraday effect occurs, i.e. the plane of polarization rotates through the angles f2i and f22:

fit = fl2 = С ·Έ . In f2ib-f22 = В ’ Η 1г;fit = fl2 = С · Έ. In f2ib-f22 = B ’Η 1g;

где fи, f2i - повороты плоскости поляризации в электромагнитооптических элементах 37 и 36 измерительного блока 6:where fi, f2i are the rotations of the plane of polarization in the electro-optical elements 37 and 36 of the measuring unit 6:

f 12, f22 ~ повороты плоскости поляризации в электромапнитооптических элементах 37 и 36 измерительного блока 7;f 12, f22 ~ rotations of the plane of polarization in electromagnetooptical elements 37 and 36 of the measuring unit 7;

h, I2 - длины элементов 37 и 36:h, I2 - lengths of elements 37 and 36:

С - постоянная эффекта электрогирации,'C is the constant of the effect of electrogyration, '

Е - напряженность электрического поля;E is the electric field strength;

В - постоянная Верде;B - Verde constant;

Н - напряженность магнитного поля.H is the magnetic field strength.

Эффект электрогирации зависит как от направления электрического поля, так и от направления распространения света, а эффект Фарадея зависит только от направления магнитного поля.The effect of electro-gyration depends both on the direction of the electric field and on the direction of light propagation, and the Faraday effect depends only on the direction of the magnetic field.

! Первый л инейно поляризованный луч измерительного блокаб расщепляется поляризационным элементов 33 на лучи, которые! The first linearly polarized beam of the measuring block is split by the polarization elements 33 into beams that

Аналогично преобразуются: первый луч измерительного блока 7Similarly converted: the first beam of the measuring unit 7

U22 = 2f22 = -2f21, второй луч измерительного блока 6U22 = 2f22 = -2f21, second beam of the measuring unit 6

U11 = 2fn, второй луч измерительного блока 7U11 = 2fn, second beam of the measuring unit 7

U12 = 2fl2 = 2fl1.U12 = 2fl2 = 2fl1.

Напряжение на выходе сумматора 29 определяется какThe voltage at the output of the adder 29 is defined as

Ui = U11 + U12 = 4fn = kt' Е, а на выходе вычитателя 30 какUi = U11 + U12 = 4fn = kt 'E, and at the output of the subtractor 30 as

U2 = U21 - U22 ~ 4f21 = кг ’ Η, где ki, кг - коэффициенты пропорциональности.U2 = U21 - U22 ~ 4f21 = kg ’Η, where ki, kg are proportionality coefficients.

Таким образом, напряжение на выходе сумматора 29, который является первым выходом устройства, прямо пропорционален напряженности электрического поля, а напряжение на выходе вычитателя 30; который является вторым выходом устройства, прямо пропорционально напряженности магнитного поля.Thus, the voltage at the output of the adder 29, which is the first output of the device, is directly proportional to the electric field, and the voltage at the output of the subtractor 30; which is the second output of the device, in direct proportion to the magnetic field.

При воздействии на первичный преобразователь 3 электромагнитного поля помехи с напряженностью магнитного поля Нп и электрического поля Еп для противоположно расположенных относительно токопровода 31 электромагнитооптических элементов можно записать:When the primary transducer 3 is affected by an electromagnetic field of interference with a magnetic field strength N p and an electric field E p for electromagneto-optical elements oppositely located relative to the current lead 31, it is possible to write:

fi? = С ’ I) (Е + Еп) = fn + fnE,'fi? = C ’I) (E + En) = fn + fnE, '

Н2 =Cli(E-En) = fii-fnE; f21 = В ‘ l2 (H + Hn) = f21 + ίΠΜ;H2 = Cli (E-En) = fii-fnE; f21 = B ‘l2 (H + Hn) = f21 + ίΠΜ;

f22 = В ' .12 (-H + Hn) = -f21 + ίΠΜ.f22 = B '.12 (-H + Hn) = -f21 + ίΠΜ.

Тогда для сигнала на выходе сумматора 29 справедливо и? = 2(fiΐ + ϊπε) + 2(fn - ίπε) = 4fn = U1, а на выходе вычитателя 30 ϋ2* = 2(f21 + ί.ΠΜ) — 2(—f21 + ΪΠΜ)!4ί21 = ϋ2·Then for the signal at the output of adder 29 is true and? = 2 (fiΐ + ϊπε) + 2 (fn - ίπε) = 4fn = U1, and at the output of the subtractor 30 ϋ2 * = 2 (f21 + ί.ΠΜ) - 2 (–f21 + ΪΠΜ) ! 4ί21 = ϋ2

Таким образом, имеет место полная компенсация электромагнитного поля помех, т.е. его как магнитной, так и электрической составляющих. .Thus, there is a complete compensation of the electromagnetic field of interference, i.e. its both magnetic and electrical components. .

Экспериментальная проверка лабораторного макета предлагаемого устройства подтвердила его работоспособность, повышение точности проводимых измерений.Experimental verification of the laboratory layout of the proposed device has confirmed its efficiency, improving the accuracy of measurements.

В качестве источника 1 в лабораторном макете используется полупроводниковый лазер ИЛПН-108. излучающий надпине волны Л = 830 нм. Электромагнитооптические элементы 37 представляли собой электрогипационные монокристаллы РЬМоО4 длинойILPN-108 semiconductor laser is used as source 1 in the laboratory model. emitting nadpine waves L = 830 nm. The electromagnetooptical elements 37 were PbMoO4 electrogip single crystals of length

1718128 101718128 10

I = 40 мм, а электромагнитооптические элементы 36 выполнены из магнитооптических стекол (I = 30 мм).I = 40 mm, and the electromagnetic elements 36 are made of magneto-optical glasses (I = 30 mm).

Кристаллы помещают в соленоиды, через которые пропускают ток с частотой 50 Гц. Напряженность магнитного поля в центрах соленоида измеряют с помощью датчика Холла и максимальное его значение составляет 65 Э.The crystals are placed in solenoids, through which a current with a frequency of 50 Hz is passed. The magnetic field strength in the centers of the solenoid is measured using a Hall sensor and its maximum value is 65 E.

К элементам 37 прикладывается синусоидальное напряжение амплитудой 240-260 В, частотой от 20 Гц до 20 кГц от генераторов ГЗ-109, Напряжение на выходах вторичного преобразователя анализируется с помощью узкополосных анализаторов. Наличиеэлектромагнитной помехи имитируется путем создания различных значений электрического и магнитного полей в измерительных блоках 6 и 7,При испытании лабораторного макета предлагаемого устройства точность проведенных измерений составляет «0,5%, причем ее величина определяется собственными шумами фотоприемников. <A sinusoidal voltage of amplitude 240-260 V, frequency from 20 Hz to 20 kHz from the GZ-109 generators is applied to the elements 37. The voltage at the outputs of the secondary converter is analyzed using narrow-band analyzers. The presence of electromagnetic interference is simulated by creating different values of the electric and magnetic fields in the measuring units 6 and 7. When testing the laboratory model of the proposed device, the accuracy of the measurements is "0.5%, and its value is determined by the intrinsic noise of the photodetectors. <

Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства состоит в расширении области его применения за счет повышения точности проводимых измерений. Повышение точности измерений достигается за счет устранения влияния отражающих, элементов.The technical and economic efficiency of the proposed device is to expand the scope of its application by increasing the accuracy of the measurements. Improving the accuracy of measurements is achieved by eliminating the influence of reflective elements.

Claims (2)

Формула изобретенияClaim 1. Устройство для бесконтактного измерения тока и напряжения, содержащее лазерный источник света, оптически связанный с расщепителем, первичный преобразователь, содержащий два измерительных блока, каждый из которых содержит два модулирующих электромагнитооптических элемента и отражатель, вторичный преобразователь, содержащий Два фотоприемника, общие для измерительных блоков сумматор и вычитатель, причем электромагнитооптические элементы; расположенные оптической осью. вдоль силовых линий электрического поля проводника с измеряемым током, выполнены из кристаллов центросимметричных кристаллографических классов, проявляющих эффект электрогира-. ции, а элементы, расположенные вдоль силовых линий магнитного поля, выполнены из магнитооптического стекла, от лич а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, во вторичный преобразователь дополнительно введено шесть фотоприемников, четыре функциональных преобразователя, а в каждый из идентичных измерительных блоков, расположенных симметрично относительно проводника с контролируемым током, введено по три поляризационных элемента, при этом первый и второй оптические выходы расщепителя оптически связаны с оптическими выходами первых поляризационных элементов соответственно первого и второго измерительных блоков первичного преобразователя, первые оптические выходы первых поляризационных элементов оптически последовательно связаны с первыми Электромагнитооптическими элементами и вторыми поляризационными элементами, вторые выходы первых поляризационных элементов - с вторыми электромагнитооптическими элементами, третьими поляризационными элементами й отражателями, оптические выходы второго поляризационного элемента первого измерительного блока оптически связаны с входами первого и второго фотоприемников, выходы третьего поляризационного элемента - с входами третьего и четвертого фотоприеммиков, выходы второго поляризационного элемента второго измерительного блока оптически свя-заны с входами пятого и шестого фотоприемников, выходы третьего поляризационного элемента - с входами седьмого и восьмого фотоприем ников,’ выходы первого и второго фотоприемников связаны с входами первого функционального преобразователя, выходы третьего и четвертого - с входами второго функционального преобразователя, выходы пятого и шестого -- с входами третьего функционального преобразователя, выходы седьмого и восьмого - с входами четвертого функционального преобразователя, выходы второго и четвертого функциональных преобразователей связаны с входами сумматора, выход которого соединен с первым выходом устройства, выходы первого и третьегафункциональных преобразователей связаны с входами вычитателя, выход которого соединен с вторым выходом устройства.1. A device for non-contact measurement of current and voltage, comprising a laser light source optically coupled to a splitter, a primary transducer comprising two measuring units, each of which contains two modulating electromagneto-optical elements and a reflector, a secondary transducer containing two photodetectors common to the measuring units an adder and a subtractor, moreover, electromagneto-optical elements; located by the optical axis. along the lines of force of the electric field of the conductor with the measured current, made of crystals of centrosymmetric crystallographic classes exhibiting the effect of electro-gyro. tion, and the elements located along the magnetic field lines are made of magneto-optical glass, which is distinguished by the fact that, in order to increase the measurement accuracy, six photodetectors, four functional converters are additionally introduced into the secondary converter, and each of identical measuring units located symmetrically relative to the conductor with a controlled current, three polarizing elements are introduced, while the first and second optical outputs of the splitter are optically coupled to optical outputs by the odes of the first polarization elements of the first and second measuring units of the primary transducer, the first optical outputs of the first polarization elements are optically connected in series with the first electro-magneto-optical elements and the second polarization elements, the second outputs of the first polarization elements with the second electro-optical elements, third polarization elements and reflectors, optical outputs second polarizing element of the first measuring unit and optically connected to the inputs of the first and second photodetectors, the outputs of the third polarizing element to the inputs of the third and fourth photodetectors, the outputs of the second polarizing element of the second measuring unit are optically connected to the inputs of the fifth and sixth photodetectors, the outputs of the third polarizing element to the inputs of the seventh and eighth photodetectors, 'the outputs of the first and second photodetectors are connected to the inputs of the first functional converter, the outputs of the third and fourth are connected to the inputs of the second function a single converter, the outputs of the fifth and sixth - with the inputs of the third functional converter, the outputs of the seventh and eighth - with the inputs of the fourth functional converter, the outputs of the second and fourth functional converters are connected to the inputs of the adder, the output of which is connected to the first output of the device, the outputs of the first and third functional converters connected to the inputs of the subtractor, the output of which is connected to the second output of the device. 2. Устройство по п; 1,0 т л и ч а ющ е ес я тем, что поляризационный элемент Выполнен в виде поляризатора с полным разделением компонент излучения с взаимно ортогональными поляризациями, причем угол между разделенными компонентами меньше или равен 90°. ; 2. The device according to claim; 1.0, the fact is that the polarization element is made in the form of a polarizer with complete separation of the radiation components with mutually orthogonal polarizations, and the angle between the separated components is less than or equal to 90 °. ;
SU904784089A 1990-01-17 1990-01-17 Device for non-contact measuring of current and voltage SU1718128A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904784089A SU1718128A1 (en) 1990-01-17 1990-01-17 Device for non-contact measuring of current and voltage

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904784089A SU1718128A1 (en) 1990-01-17 1990-01-17 Device for non-contact measuring of current and voltage

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1718128A1 true SU1718128A1 (en) 1992-03-07

Family

ID=21492414

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU904784089A SU1718128A1 (en) 1990-01-17 1990-01-17 Device for non-contact measuring of current and voltage

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1718128A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 1064211, кл. G01 R 13/40, 1983. Авторское свидетельство СССР № 1173324,кл. G 01 R 19/00, 1985. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5696858A (en) Fiber Optics apparatus and method for accurate current sensing
US5987195A (en) Fiber optics apparatus and method for accurate current sensing
JPH0224349B2 (en)
US4933629A (en) Method and apparatus for optically measuring electric and magnetic quantities having an optical sensing head exhibiting the Pockel&#39;s and Faraday effects
EP0514492A4 (en) Light wave polarization determination using a hybrid system
JPS58129372A (en) Magnetic field-light converter
US5255068A (en) Fringe pattern analysis of a birefringent modified spectrum to determine environmental temperature
WO2007033057A2 (en) Fiber optic current sensor
SU1718128A1 (en) Device for non-contact measuring of current and voltage
US7147388B2 (en) Method for fabrication of an all fiber polarization retardation device
JPH10319051A (en) Current measuring device
RU220421U1 (en) Fiber-optic sensor of electric currents in the megaampere range
JPH056539Y2 (en)
RU2775357C1 (en) Method for determining the &#34;fast&#34; optical axis of a quarter-wave plate
SU789758A1 (en) Magneto-optic measuring transducer
JPS59166873A (en) Optical applied voltage and electric field sensor
SU757990A1 (en) Optronic current meter
JPS5899761A (en) Electric field/magnetic field measuring apparatus with light
CN109142840B (en) Current measurement method and all-fiber leakage current protector thereof
Zaghloul Modified O'Bryan ellipsometer (MOE) for film-substrate systems
JPS6135321A (en) Optical sensor
SU1173325A1 (en) Device for high-voltage measurement
JP3494525B2 (en) Optical fiber current measuring device
Azzam et al. Stokes-parameter photopolarimeter using an optically or mechanically rotatable two-detector assembly
SU853592A1 (en) Light flux comparator